中速磨煤机电液比例变加载技术的应用探讨

宋波

摘 要：在火力发电厂制粉系统当中，磨煤机是一个十分重要的设备。对于煤粉在锅炉设备中的使用和燃烧效率来说，磨煤的质量对其有着决定性的影响。在传统的磨煤生产过程中，基本上应用了传统的液压系统来构建调压系统，在生产过程中难以根据实际需求连续对压力进行控制，因而造成了较为严重的能源浪费现象。在中速磨煤机中应用电液比例变加载技术，能够有效解决这一问题，从而提高磨煤生产效率。

关键词：中速磨煤机；电液比例变加载技术；应用探讨

前言

在燃煤锅炉的制粉生产当中，最为主要的动力辅助制粉设备就是磨煤机，中速磨煤机因具有结构紧凑，金属耗量少、占地面积小、初投资少，同时，其在实际应用中还体现出了钢材磨耗小、电耗低等优点，在冶金、化工、建材、电力等领域中正在得到越来越广泛的应用，尤其是在大型燃煤电站600MW和1000MW机组的锅炉应用较多。

1 中速磨煤机的工作流程

磨煤机碾磨部分由转动的磨环和三个沿磨环滚动的固定且可自转的磨辊组成。来自给煤机的需进行碾磨的原煤从磨机的中央落煤管落到磨环上，旋转的磨环借助于离心力将原煤运送至碾磨辊道上，通过磨辊进行碾磨。三个磨辊沿圆周方向均布于磨盘滚道上，碾磨力则由液压加载系统产生，通过静定的三点系统，碾磨力均匀作用至三个磨辊上，这个力经磨环、磨辊、压架、拉杆、传动盘、减速机、液压缸后通过台板传至基础。经过碾磨煤粉再由热一次风进入磨煤机参与分离、携带、干燥后合格的煤粉进入炉膛燃烧。

2 电液比例技术

电力比例技术的应用，主要是通过电液比例控制元件来构建新型液压控制系统，具有响应速度快、控制精度高、节能性好、可靠性高等优势。在实际应用当中，由于应用场合和用途的差异，在其功能和结构方面，也存在着多种可能[1]。不过，按照其工作原理来看，可将其大致划分为电机转换器、液压执行机构、液压动力源、检测反馈器件、液压转换及放大器、指令及放大器等部分。电液比例控制系统主要包含了开环和闭环两种类型。其中，开环系统中主要包含能源装置、执行器、控制装置等，能够对系统进行简化，从而控制复杂的程序。通过结合电液能够使机电一体化的水平得到提升。不过，在实际应用中，开环系统的控制精度仍然有待提高。在此基础上，增加了反馈检测装置，能够有效地提高控制精度和响应速度，同时成本价格也比较低廉。

在实际应用中，电液比例控制系统能够利用程序控制和电信号，大大简化液压系统的结构构成。通过传输控制信号，还能够实现远距离控制液压系统。在液流压力和流量方面能够按照比例进行控制，从而实现自动无级调节输出量。在电液比例系统中，由于反馈检测装置，能够使液压系统的控制精度得到极大的提升。相比于传统的开关型控制，电液比例控制系统能够使系统的工作效率和自动化水平得到提升，同时对液压系统的油路设计进行简化，减少了液压元件的使用，从而降低了发生故障的概率[2]。电液比例系统能够进行良好的适应控制，针对不同的输出量对输入量进行调节，从而提高了液压系统的节能效果。此外，电液比例系统在换向过程中能够平稳过渡，降低了液压冲击，从而提高了系统工作的稳定性和控制精度。

3 中速磨煤机比例加载系统

中速磨煤机是由磨辊、压力框架、拉杆等结构组成，形成一个静态限定系统，在减速机扇形推力轴承、磨盘等部位均匀分布负荷。在工作过程中，固定位置的研磨辊在缓慢转动的研磨板上滚动，磨辊与压力框架之间，通过压力叉挠性连接，从而实现侧向摇摆运动。变加载液压系统是指磨煤机磨辊的加载力可以按照要求实现变化的液压系统。通常磨煤机的加载力是和给煤机的信号相连的。发电的负荷决定了给煤量的大小，给煤量的大小决定了加载力的大小。变加载液压系统就是为了满足不同的给煤量需要不同的加载力而设计的液压系统。具体就是液压油站电液比例溢流阀受给煤量同步的4～20mA信号对磨辊实施变加载。

4 电液比例溢流阀模型

4.1 比例电磁铁模型

在电液比例控制器件中，比例电磁铁是一种重要的电机转换器，同时也是重要的输入单元。它能够对比例控制放大器输出的电信号进行转换，使之产生力的作用。比例电磁铁具有简单的结构、较大的推力，同时对油液清洁度没有过高的要求，便于维护和保养[4]。比例电磁铁具有较高的可靠性，在整个电液比例控制系统当中，都发挥着十分重要的作用，是系统中最为关键的部件之一。在比例电磁铁中，主要包含了导套、壳体、推杆、线圈、极靴、衔铁等部分。利用导磁材料支撑了导套前后两端，采用非导磁材料在中间段进行焊接。输出位移推杆装在衔铁前端，将调节螺钉和弹簧构成的调零机构安装在其衔铁后端，从而在一定范围内能够调整比例电磁铁控制特性曲线。

4.2 比例放大器模型

在电液比例控制系统中，比例放大器同样具有十分重要的作用。在实际应用中，配合使用比例阀电机转换器，同时也具备自身的校号网络、电子线路，能够发挥出生成和处理控制信号、反馈校正、测量放大、前置放大等作用，能够有效的提升电液控制系统和元件的动态特性、稳定性等性能。在比例电磁铁的线圈中，具有较高的转折频率，对比例溢流阀发挥着主导性的作用。所以，对于比例电磁铁衔铁的输出位移，和输入电压传递函数进行简化，使之成为二阶振荡环节。在放大器的作用下，比例电磁铁能够转换电压和力，在加上传力弹簧的作用，就能够实现电压、力、位移之间的转换。从而更好的控制中速磨煤机工作运行。

4.3 锥阀芯模型

在比例电磁铁当中，会产生水平位移的力。如果给定不变的电信号，作为指令力的电磁力也不会发生较大的变化[5]。如果流量流过溢流阀发生了改变，也不会对溢流阀调定压力产生较大的影响。在比例溢流阀的溢流卸荷过程当中，锥阀芯只会产生很小的开口变化量，所以，弹簧也只会发生较小的形变量。由此就能够得出锥阀芯中作用力的平衡方程、比例溢流阀锥阀口的压力流量方程、固定节流孔的压差流量方程、容腔流量平衡方程、先导液桥中容腔流量连续性方程、控制容腔流量连续性方程、主阀进口容腔流量连续性方程、主阀芯作用力平衡方程、主阀口压力流量方程等。

5 结束语

在工业领域当中，磨煤机是一个十分重要的工业生产加工设备，其运行效率和工作效果，对于工业生产来说有着直接的影响。在传统的中速磨煤机液压控制系统中，存在着很多方面的缺陷和不足。在此基础上，应用了电液比例变加载技术，可以节省能量、降低磨辊和磨盘的磨损，提高磨辊和磨盘的使用寿命，减少日常的检修和维护工作、减少磨盘的震动，提高磨盘的寿命、磨煤机出煤的颗粒均匀，更利于燃烧。

参考文献

[1]马嘉鹏，萨如拉，袁喜明.燃烧高水分褐煤锅炉磨煤机制粉系统选型分析[J].内蒙古电力技术，2008，6：29-32.

[2]邹磊，岳峻峰，宁新宇，等.HP中速磨煤机分离器改造后运行特性分析及改造效果评估[J].热力发电，2012，6：47-49.

[3]岳峻峰，肖杰，秦鹏，等.双进双出磨煤机降低磨煤电耗试验研究[J].热能动力工程，2011，3：354-357+377.

[4]刘继伟，曾德良，蒋欣军，等.基于小波变换的磨煤机磨辊磨损趋势分量提取[J].华北电力大学学报（自然科学版），2011，2：37-42.

[5]卢晓，赵振宁，安连锁，等.300MW机组锅炉中速磨煤机改造后出力不足问题的解决[J].中国电力，2009，12：61-65.